3D打印二氧化錳支架通過重塑骨再生微環(huán)境促進難治性骨缺損的成骨-血管生成耦合

來源：EFL生物3D打印與生物制造

類固醇相關(guān)的骨壞死（SAON）是一種具有挑戰(zhàn)性的骨科疾病，通常在長期和/或高劑量的皮質(zhì)類固醇治療感染性疾病和風濕性疾病后發(fā)生。近年來，SAON的發(fā)病率逐年上升，成為非創(chuàng)傷性骨壞死的主要原因。在SAON的早期階段，核心減壓（CD）手術(shù)可以通過移除壞死骨組織和降低骨髓內(nèi)壓力來減緩骨壞死的進展。由CD手術(shù)引起的骨缺損被視為一種難治性骨缺損，需要填充以增強手術(shù)部位的機械強度并防止骨骼塌陷。難治性骨缺損的治療是一個重大的臨床挑戰(zhàn)，特別是在類固醇相關(guān)的骨壞死（SAON）中，其特征是成骨和血管生成不足。

有鑒于此，來自中國科學院深圳先進技術(shù)研究院的賴毓霄等團隊設計了一種由聚左旋乳酸（PLLA）和二氧化錳（MnO2）納米顆粒組成的微環(huán)境響應支架，用于通過清除內(nèi)源性活性氧物種（ROS）和在位調(diào)節(jié)免疫微環(huán)境來增強骨再生。   

本文要點：
（1）在骨缺損區(qū)域通常會變成酸性且富含ROS，MnO2與內(nèi)源性過氧化氫（H2O2）之間的類催化反應會按需釋放氧氣和Mn2+，顯著改善炎癥反應，通過促進巨噬細胞M2型極化，重編程有利于血管生成和成骨的骨免疫微環(huán)境。
（2）此外，通過轉(zhuǎn)錄組測序分析探索了基本機制，揭示PLLA/MnO2支架（PMns）通過上調(diào)人骨髓間充質(zhì)干細胞（hBMSCs）中的TGF-β/Smad信號通路來促進成骨分化。   
（3）總的來說，PMns表現(xiàn)出優(yōu)越的免疫調(diào)節(jié)性能、出色的成骨-血管生成特性，是治療臨床難治性骨缺損的有前景的骨移植替代物候選者。

文章來源：
https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.10.019